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尚光·物理第二期:量子調控和精密測量

来源: 发布時間:2019-06-18 17:53:44

 

  日程安排 

主講嘉賓

專題名称

時間

地點

陸朝陽 教授

光量子信息技術

61810:00--11:30

1號樓
多功能廳

石發展 教授

固態單自旋量子計算和精密測量 

62509:00--11:30

韓春好 研究員

北鬥系統與相對論時空度量

62809:00--11:30 

張衛平 教授

  追光之旅:從量子光學,原子光學到量子精密測量

62814:00--16:00 

 

  專題嘉宾和内容介绍 

  1.專題名称:光量子信息技術 

  主講嘉賓:陸朝陽 教授 

  陸朝陽,劍橋大學物理學博士,中國科學技術大學教授。長期致力于量子物理和量子計算的研究,在包括《近代物理評論》1篇、《自然》和《科學》5篇、《自然》子刊11篇、《美國科學院院刊》4篇、《物理評論快報》30篇等学术期刊发表論文70余篇,被引用7900余次。作爲主要作者的研究成果入選了2015年英國物理學會評選的國際物理學年度突破榜首,兩次(20162017)入選美國光學學會評選的國際光學重要進展,四次(2007201220152017)入选兩院院士评选的年度中国科技十大进展新闻。2011年入選丘吉爾學院Tizard Fellow、首批中組部國家青年千人計劃,2012年獲得首批國家自然科學優秀青年基金,2013年入選上海市千人計劃,2014年獲得香港求是傑出青年學者獎,2015年獲得國家傑出青年科學基金、國家自然科學一等獎,2016年被《自然》評爲“中國科學之星”,並入選美國光學學會會士,2017年獲得中國青年五四獎章、歐洲物理學會菲涅爾獎(Fresnel Prize)、TR35中國科技創新青年,2018年作爲量子衛星團隊成員獲得美國科學促進會(AAAS)克利夫蘭獎(Newcomb Cleveland Prize),2019年獲得中國物理學會黃昆半導體物理獎,入選萬人計劃科技創新領軍人才。現任國際量子通信、測量與計算學會執委會委員、《科學通報》副主編、英國物理學會Quantum Science and Technology編委、Wiley旗下Advanced Quantum Technology編委、Cell Press旗下iScience編委、中国激光杂志社青年编委会主任等职务。 

  內容摘要: 

  Quantum computers can in principle solve certain problems faster than classical computers. Despite substantial progress in the past decades, building quantum machines that can actually outperform classical computers for some specific tasks—a milestone termed as “quantum supremacy”—remained challenging. Boson sampling has been considered as a strong candidate to demonstrate the “quantum supremacy”. The challenge for realizing a large-scale boson sampling mainly lies in the lack of perfect quantum light sources. To this end, using single semiconductor quantum dot deterministically coupled to elliptical micropillars, we produced polarized single photons with near-unity purity, indistinguishability for >1000 photons, and high extraction efficiency—all combined in a single device compatibly and simultaneously [PRL 116, 020401 (2016)]. We built boson sampling machines with increasingly large number of photons to race against classical computers [Nature Photonics 11, 365 (2017)]. We also developed SPDC entangled two-photon source with simultaneously a collection efficiency of 97% and an indistinguishability of 96% between independent photons [PRL 121, 250505 (2018)]. The probabilistic nature of SPDC could be overcome using cascaded transition of a single quantum dot embedded in a broadband microcavity [PRL 122, 113602 (2019)]. 

  

  2. 專題名称:固態單自旋量子計算和精密測量

  主講嘉賓:石發展 教授

  石發展,中国科学技术大學特任教授,主要研究方向为单自旋量子计算和精密测量,及在物理、生命科学等领域的交叉应用。在自主研制的科研谱仪上完成的实验成果相继发表在Science, Nature Methods/Physics /Commun., Phys. Rev. Lett.等杂志上。科学成果包括固态单自旋光探测磁共振谱仪研制,单分子磁共振谱学和成像,量子相干保护和高保真度量子操控等。

  目前負責承擔科技部重大專項青年項目(蛋白質機器專項),基金委面上項目、重大研究計劃重點項目和優青,中組部萬人計劃青年拔尖人才等。

  獲獎:

  2014年亞太電子順磁共振學會(APES)青年科學家獎

  2017年国际顺磁共振学会青年研究学者奖(首位獲獎华人)

  2017年中國生物物理學會頒發的“貝時璋青年生物物理學家獎”

  內容摘要:

  量子计算和量子精密测量作为量子信息的两大领域,近年来相关资源投入和研究进展都在同步快速增长。各种可用于承载量子信息的物理体系被科研工作者提出并深入研究,固态单自旋就是其中一类。基于金刚石中氮-空位点缺陷为信息载体的单自旋量子体系以其室温相干時間长,操控精度高等独特优势备受关注。作为新兴领域,基于此体系量子计算和精密测量都取得重要进展。此报告将首先简介固态单自旋量子计算的主要进展,包括相干保持、高保真度量子操控、量子算法等。

  在量子計算的研究基礎上,單自旋量子精密測量被提出並迅速得到廣泛研究。單自旋量子精密測量能夠通過自旋及其相互作用的檢測對納米尺度小分子甚至單分子進行結構和功能的研究,可用于研究二維材料的磁學性質及

  其物理機制等。以金剛石單自旋爲傳感器的新型磁共振技術逐步將磁共振研究領域推進到單分子及納米尺度,其正成爲磁共振領域新一輪科學增長的基礎技術支撐,在物理、化學及生命科學等領域有廣泛應用前景。

  

  3.專題名称:北鬥系統與相對論時空度量 

  主講嘉賓:韓春好 研究員 

  韓春好1990年南京大學天文系博士研究生毕业,北京卫星导航中心研究員,信息工程大學博士生导师。长期从事相对论时空参考系、卫星导航及時間频率领域的教学科研和工程研制建设工作,曾任 IAU/BIPM“計量學與時空參考系相對論”聯合委員會成員,ITUUTC未來”議題中方代表、亞太電聯協調人和起草組主席。主持國家和軍隊重大項目多項,榮獲“新中國軍事測繪60年突出貢獻獎”、“中國天文學會90年突出貢獻獎”,“北鬥二號工程建設突出貢獻獎”、享受國務院政府特貼。代表作《時空測量原理》。 

  內容摘要: 

  汇报了北斗卫星导航系统和時間基准的进展,讨论介绍了《时空度量原理》的九个基本公设、相对论时空参考系和时空度量的基本问题。 

    

  4.專題名称:追光之旅:從量子光學,原子光學到量子精密測量 

  主講嘉賓:張衛平 教授 

  張衛平,上海交通大學致遠講席教授。中國科學院上海光學精密機械研究所獲博士學位。先後任新西蘭Auckland 大學 UGC 博士後,澳大利亞ARC Fellow,美國Arizona 大學 Associate Research Professor,清华大學百人计划教授,华东师范大學终身特聘教授。他是长江学者,国家杰青,国家973计划、国家重点研发计划项目首席科学家,国务院學位委員會学科评议组成员,国家自然科学基金委数理学部战略规划专家组成员。他也是中国光学学会光量子科学與技术专业委员会主任,中国物理学会理事、量子光学专业委员会副主任。美国光学学会OSA Fellow、中國光學學會COS Fellow。獲中國物理學會饒毓泰物理獎、國家十一五科技計劃執行突出貢獻獎、美國物理學會Outstanding Referee Award等榮譽。2014年當選美國物理學會國際權威雜志Physical Review Letters (PRL) 学部副主编。在国际一流杂志发表論文近200余篇,包括PRL32篇, Nature子刊 Optica 3篇,專著1部。 

  內容摘要: 

  信息科学與技术的进步與光学的发展一直是相互交叉,相互促进,彼此推动的。特别是现代光学的几个前沿分支的开拓都與人类在信息科学领域的技术需求密切相关。例如量子光学对光通信與量子信息研究的推动,原子光学研究成果原子钟、原子陀螺仪在全球定位系统(GPS)、慣性導航中的應用等,都是這些發展的典範。 

  在这个报告中,我将沿着科学发展的自然轨迹,融汇自己的学术生涯经历,回顾量子光学、原子光学从最初的探索光及其與物质相互作用的本质,到现在的拓展量子信息科学與量子操控研究的几个发展飞跃的科学历程。同时将重点介绍我们多年来在量子光学與原子光学领域,特别是在光子與原子量子操控方面的长期不懈的努力以及所取得的研究成就,这些包括非线性原子光学的创立、光-物质量子态的量子操控、量子光学與原子光学的融合以及在推动信息科学與精密测量科学新发展等方面的内容。在此基础上,将展望與分析量子操控这一前沿方向未来的发展趋势,以及推动原子分子與光物理、量子信息、量子计量学等学科领域交叉渗透而带来的新机遇。